JP6399644B2

JP6399644B2 - 通信システム

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Publication number: JP6399644B2
Application number: JP2014133900A
Authority: JP
Inventors: 雅俊中野; 佐藤　克彦; 克彦佐藤; 賢司寺田
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2014-06-30
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016012841A

Description

本発明は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）とｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）とを有する通信装置を備える通信システムに関する。

アクセス網に依存しないＩＰで通信するコアネットワークであるＩＭＳ（IP Multimedia Subsystem）が、ＩＰベースのマルチメディア通信サービスを提供することを目的として３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）国際標準として既定されている（特許文献１参照）

特開２０１２−３９２１９公報

しかしながら、特許文献１に示された通信システムでは、ｅＮｏｄｅＢとＥＰＣとを一体化された通信装置は想定されていない。

また、前記一体化された通信装置を複数台備える通信システムでは、計算資源や電力が限られているが、計算資源及び電力の最適化が図れていない。

本発明は、上記の課題を考慮してなされたものであって、エンティティを集中し、計算資源及び電力の有効活用を図れる通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る通信システムは、ヘッド通信装置と、一の通信装置と、他の通信装置とを備える通信システムであって、前記各通信装置は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）とｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）とを有し、前記一の通信装置は、動作判断情報と閾値とを比較し、比較した結果に基づいて所定の場合に検出結果を前記ヘッド通信装置に送信し、前記ヘッド通信装置は、前記検出結果を受信した後に前記他の通信装置の各動作判断情報を取得し、取得した動作判断情報に基づいて、前記他の通信装置から所定の条件と合致する選択通信装置を選択し、前記選択通信装置のアドレスを前記一の通信装置に送信し、前記一の通信装置は、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバとＭＭＥ(mobility management entit）とを有し、前記ＳＩＰサーバ内のＳＩＰセッション情報と前記ＭＭＥ内のＵＥ（User Equipment）コンテキスト情報とを前記選択通信装置に送信し、前記ＳＩＰサーバ及び前記ＭＭＥの動作を休止し、前記選択通信装置は、受信した前記ＳＩＰセッション情報と前記ＵＥコンテキスト情報に基づいて、前記一の通信装置に無線接続するＵＥのセッション管理、移動管理をすることを特徴とする。

通信システムにおいて、前記一の通信装置は、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値よりも高い場合又は残存電力値が残存閾値よりも少ない場合に前記検出結果を前記ヘッド通信装置に送信し、前記ヘッド通信装置は、前記動作判断情報として、前記他の通信装置のＣＰＵ稼働率と残存電力値とを取得し、前記ＣＰＵ稼働率が最も低い又は前記残存電力値が最も多い、前記他の通信装置を前記選択通信装置として選択することを特徴とする。

本発明の通信システムによれば、動作判断情報に基づいて、一の通信装置のＳＩＰセッション情報とＵＥコンテキスト情報とを選択通信装置に送信することにより、エンティティを集中し、計算資源及び電力の有効活用を図ることができる。

また、ＣＰＵ稼働率又は残存電力値に基づいて、一の通信装置のＳＩＰセッション情報とＵＥコンテキスト情報とを選択通信装置に送信することにより、エンティティを集中し、計算資源及び電力の有効活用を図ることができる。

本発明の実施形態に係る通信システムの説明図である。通信装置の説明図である。テーブルの説明図である。通信システムの処理手順についての説明図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る通信システム１０の説明図であり、図２は、通信装置の説明図である。

＜通信システム１０の構成の説明＞
通信システム１０は、ＵＥ２０ａ〜２０ｅ及び通信装置１００ａ〜１００ｅを備える。通信装置１００ａは、制御部１０２ａ、ｅＮｏｄｅＢ１０４、記憶部１０６ａ、電源部１１０及びＥＰＣ１１２ａを備える。

ＵＥ２０ａ〜２０ｅ（以下、適宜「ＵＥ２０」という）は、ＬＴＥ通信が可能な無線端末である。ここで、ＬＴＥ通信とは、標準規格団体である３ＧＰＰによって定められた通信規格に基づく通信方式である。

通信装置１００ａは、ｅＮｏｄｅＢ１０４とＥＰＣ１１２ａが一体化された通信装置である。

制御部１０２ａは、通信装置１００ａ内の各構成の制御を行う制御部である。また、制御部１０２ａは動作判断情報を監視する。動作判断情報として、ＣＰＵ稼働率及び残存電力値が設定される。さらに、通信装置１００ａでは、動作判断情報のＣＰＵ稼働率に対して稼働閾値ａ、残存電力値に対して残存閾値ｒが設定される。さらにまた、制御部１０２ａは、ＣＰＵを備え、ＣＰＵ稼働率が内部の図示されない記憶部に記録されている。

ｅＮｏｄｅＢ１０４は、ＵＥ２０ａが無線接続する基地局である。

記憶部１０６ａは、テーブル１０８ａを有する記憶部である。テーブル１０８ａには、通信装置１００ｂ〜１００ｅの動作判断情報が記憶されている。

電源部１１０は、通信装置１００ａを駆動させるための電源である。電源部１１０では、内部に図示されない記憶部に残存電力情報が記録されている。

ＥＰＣ１１２ａは、ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバ１１４ａ、ＭＭＥ(mobility management entity)１１８ａ、ＰＣＲＦ（Policy and Charging Rules Function）１２２、Ｐ−ＧＷ（Packet Data Network Gateway）１２４及びＳ−ＧＷ(Serving Gateway）１２６を備える。

ＳＩＰサーバ１１４ａは、セッション管理、制御を行なうサーバである。ＳＩＰサーバ１１４ａは、ＳＩＰセッション情報が記憶される記憶部１１６ａを有する。

ＭＭＥ１１８ａは、ＬＴＥ無線アクセスにおけるＵＥの移動管理、認証等を行う機能を有する。ＭＭＥ１１８ａは、ＵＥコンテキスト（UE Context）情報が記憶される記憶部１２０ａを有する。

ＰＣＲＦ１２２は、Ｐ−ＧＷ１２４、Ｓ−ＧＷ１２６での伝達品質制御を行うためのＱｏＳ（Quality of Service）、課金方法などのＩＰパケット伝達ポリシーを決定する機能を有する。

Ｐ−ＧＷ１２４は、インターネット、ＩＭＳ等のＰＤＮとの接続点であり、３ＧＰＰアクセス及び非３ＧＰＰアクセスを収容するゲートウエイである。

Ｓ−ＧＷ１２６は、ＭＭＥ１１８の指令に基づいてＩＰパケットの伝達制御を行うゲートウエイである。

通信装置１００ｂ〜１００ｅの各構成要素は、通信装置１００ａの対応する各構成要素と同様の機能であり、その説明を省略する。なお、通信装置１００ａの制御部１０２ａ、記憶部１０６ａ、テーブル１０８ａ、ＳＩＰサーバ１１４ａ、記憶部１１６ａ、ＭＭＥ１１８ａ、記憶部１２０ａに対応して、通信装置１００ｂは、制御部１０２ｂ、記憶部１０６ｂ、テーブル１０８ｂ（図示無し）、ＳＩＰサーバ１１４ｂ、記憶部１１６ｂ、ＭＭＥ１１８ｂ、記憶部１２０ｂを備え、通信装置１００ｃは、制御部１０２ｃ、記憶部１０６ｃ、テーブル１０８ｃ（図示無し）、ＳＩＰサーバ１１４ｃ、記憶部１１６ｃ、ＭＭＥ１１８ｃ、記憶部１２０ｃを備える。

＜通信システム１０の動作の説明＞
通信システム１０の動作について説明する。図３は、テーブル１０８ａの説明図であり、図４は、通信システム１０の処理手順についての説明図である。

通信システム１０では、通信装置１００ａ〜１００ｅに対して、ＵＥ２０ａ〜２０ｅが無線接続している。また、通信装置１００ａ〜１００ｅのうち、通信装置１００ａが、通信装置１００ｂ〜１００ｅの制御を行うヘッド通信装置であるとする。

通信装置１００ａ〜１００ｅでは、制御部１０２ｂ、１０２ｃ、通信装置１００ｃ〜ｅの制御部が動作判断情報と稼働閾値ａ、残存閾値ｒとを比較し、動作判断情報を監視する。例えば、通信装置１００ｂにおいて、制御部１０２ｂが、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値ａよりも高い場合又は残存電力値が残存閾値ｒよりも少ない場合を検出したとする（ステップＳ１）。ここでは、制御部１０２ｂが、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値ａよりも高い場合を検出したとする。

制御部１０２ｂは、動作判断情報の検出結果を制御部１０２ａに送信する（ステップＳ２）。

通信装置１００ａの制御部１０２ａは、動作判断情報を制御部１０２ａへ送信する旨を他の通信装置に送信する（ステップＳ３）。ここでは、動作判断情報の検出結果が制御部１０２ｂから送信されてきたので、制御部１０２ａは、通信装置１００ｃ〜１００ｅに動作判断情報を制御部１０２ａへ送信する旨を送信する。

通信装置１００ｃ〜１００ｅでは、動作判断情報として、通信装置１００ｃ〜１００ｅの動作判断情報が通信装置１００ａへ送信される（ステップＳ４）。

通信装置１００ａは、動作判断情報を受信し、制御部１０２ａは、テーブル１０８ａに記録する（ステップＳ５）。テーブル１０８ａには、通信装置１００ｂ〜１００ｅのＣＰＵ稼働率として、Ｘｂ、Ｘｃ、Ｘｄ、Ｘｅが記録され、通信装置１００ｂ〜１００ｅの残存電力値として、Ｙｂ、Ｙｃ、Ｙｄ、Ｙｅが記録されたとする。ここで、ＣＰＵの稼働率としては、Ｘｃが最も低く、また、残存電力値としては、Ｙｃが最も多いとする。

通信装置１００ａは、テーブル１０８ａを参照して所定の条件と合致する通信装置を選択通信装置として選択する（ステップＳ６）。所定の条件としては、送信されてきた動作判断情報の検出結果に基づいて決定してもよい。即ち、動作判断情報の検出結果として、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値ａよりも高いという内容である場合には、制御部１０２ａは、ＣＰＵ稼働率が最も低い通信装置を選択する。動作判断情報の検出結果として、残存電力値が残存閾値ｒよりも少ないという内容である場合には、制御部１０２ａは、残存電力値が最も多い通信装置を選択する。

動作判断情報の検出結果が、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値ａよりも高いことであったので、制御部１０２ａは、ＣＰＵ稼働率が最も低い通信装置１００ｃを選択通信装置として選択する。

制御部１０２ａは、通信装置１００ｂ、１００ｃに通信装置１００ｃが選択通信装置として選択された旨を送信し、さらに、通信装置１００ｂには通信装置１００ｃのアドレスも送信する（ステップＳ７）。

通信装置１００ｃが選択通信装置として選択された旨を通信装置１００ｂが受信すると、制御部１０２ｂは、記憶部１１６ｂに記憶されているＳＩＰセッション情報と、記憶部１２０ｂに記憶されているＵＥコンテキスト情報とを、通信装置１００ｃに送信する（ステップＳ８）。

制御部１０２ｂは、ＳＩＰセッション情報とＵＥコンテキスト情報とを送信した後に、ＳＩＰサーバ１１４ｂ、ＭＭＥ１１８ｂを休止する（ステップＳ９）。

制御部１０２ｃは、受信したＳＩＰセッション情報を記憶部１１６に追記し、ＵＥコンテキスト情報を記憶部１２０ｃに追記する（ステップＳ１０）。

制御部１０２ｂに無線接続しているＵＥ２０ｂに関するセッション管理・制御、移動管理、認証等は、制御部１０２ｂを介して、制御部１０２ｃのＳＩＰサーバ１１４ｂ、記憶部１２０ｃで行われる（ステップＳ１１）。

通信システム１０は、通信装置１００ａと、通信装置１００ｂと、通信装置１００ｃ〜１００ｅとを備える通信システムであって、前記通信装置１００ａ〜１００ｅは、ＥＰＣとｅＮｏｄｅＢと有し、前記通信装置１００ｂは、動作判断情報と閾値とを比較し、所定の場合に前記比較結果を前記通信装置１００ａに送信し、前記通信装置１００ａは、前記動作判断情報の検出結果を受信した後に通信装置１００ｃ〜１００ｅの各動作判断情報を取得し、取得した動作判断情報に基づいて、前記通信装置１００ｃ〜１００ｅから所定の条件と合致する通信装置１００ｃを選択し、前記通信装置１００ｃのアドレスを前記通信装置１００ｂに送信し、前記通信装置１００ｂは、ＥＰＣ１１２ｂとＳＩＰサーバ１１４ｂとＭＭＥ１１８ｂとを有し、前記ＳＩＰサーバ１１４ｂ内のＳＩＰセッション情報と前記ＭＭＥ１１８ｂ内のＵＥコンテキスト情報とを前記通信装置１００ｃに送信し、前記ＳＩＰサーバ１１４ｂと前記ＭＭＥ１１８ｂとを中止し、前記通信装置１００ｃは、受信した前記ＳＩＰセッション情報と前記ＵＥコンテキスト情報に基づいて、前記通信装置１００ｂに無線接続するＵＥ２０ｂのセッション管理、移動管理をする。

通信システム１０によれば、動作判断情報に基づいて、通信装置１００ｂのＳＩＰセッション情報とＵＥコンテキスト情報とを通信装置１００ｃに送信することにより、エンティティを集中し、計算資源及び電力の有効活用を図ることができる。

前記通信装置１００ｂは、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値よりも高い場合又は残存電力値が残存閾値よりも少ない場合に前記比較結果を前記通信装置１００ａに送信し、前記通信装置１００ａは、前記動作判断情報として、前記通信装置１００ｃ〜１００ｅのＣＰＵ稼働率と残存電力値とを取得し、前記ＣＰＵ稼働率が最も低い又は前記残存電力値が最も多い、前記通信装置１００ｃを前記選択通信装置として選択する

通信システム１０によれば、ＣＰＵ稼働率又は残存電力値に基づいて、通信装置１００ｂのＳＩＰセッション情報とＵＥコンテキスト情報とを通信装置１００ｃに送信することにより、エンティティを集中し、計算資源及び電力の有効活用を図ることができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

上記実施形態では、動作判断情報の検出結果を通信装置から受信した後に、他の通信装置の動作判断情報を取得しているが、動作判断情報の取得のタイミングは、これに限定されるものではない。例えば、定期的に動作判断情報を通信装置１００から取得してもよい。

１０…通信システム
２０ａ〜２０ｅ…ＵＥ
１００ａ〜１００ｅ…通信装置
１０２ａ〜１０２ｃ…制御部
１０４…ｅＮｏｄｅＢ
１０６ａ〜１０６ｃ、１１６ａ〜１１６ｃ、１２０ａ〜１２０ｃ…記憶部
１０８ａ…テーブル
１１０…電源部
１１２…ＥＰＣ
１１４ａ〜１１４ｃ…ＳＩＰサーバ
１１８ａ〜１１８ｃ…ＭＭＥ
１２２…ＰＣＲＦ
１２４…Ｐ−ＧＷ
１２６…Ｓ−ＧＷ

Claims

ヘッド通信装置と、一の通信装置と、他の通信装置とを備える通信システムであって、
前記各通信装置は、ＥＰＣ（Evolved Packet Core）とｅＮｏｄｅＢ（evolved Node B）とを有し、
前記一の通信装置は、動作判断情報と閾値とを比較し、比較した結果に基づいて所定の場合に検出結果を前記ヘッド通信装置に送信し、
前記ヘッド通信装置は、
前記検出結果を受信した後に前記他の通信装置の各動作判断情報を取得し、
取得した動作判断情報に基づいて、前記他の通信装置から所定の条件と合致する選択通信装置を選択し、
前記選択通信装置のアドレスを前記一の通信装置に送信し、
前記一の通信装置は、
ＳＩＰ（Session Initiation Protocol）サーバとＭＭＥ(mobility management entit）とを有し、
前記ＳＩＰサーバ内のＳＩＰセッション情報と前記ＭＭＥ内のＵＥ（User Equipment）コンテキスト情報とを前記選択通信装置に送信し、
前記ＳＩＰサーバ及び前記ＭＭＥの動作を休止し、
前記選択通信装置は、受信した前記ＳＩＰセッション情報と前記ＵＥコンテキスト情報に基づいて、前記一の通信装置に無線接続するＵＥのセッション管理、移動管理をする
ことを特徴とする通信システム。
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記一の通信装置は、ＣＰＵ稼働率が稼働閾値よりも高い場合又は残存電力値が残存閾値よりも少ない場合に前記検出結果を前記ヘッド通信装置に送信し、
前記ヘッド通信装置は、前記動作判断情報として、前記他の通信装置のＣＰＵ稼働率と残存電力値とを取得し、
前記ＣＰＵ稼働率が最も低い又は前記残存電力値が最も多い、前記他の通信装置を前記選択通信装置として選択する
ことを特徴とする通信システム。